【手続補正書】
【提出日】平成18年6月30日(2006.6.30)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【書類名】明細書
【発明の名称】管の継手構造および接続方法
【特許請求の範囲】
【請求項１】第１管と第２管とを連結する継手構造において、
先端部外周に雄ネジが形成された第１管と、先端部外面に外径が拡大する拡外径段部を有する第２管と、内径が縮小する縮内径段部を有し、かつ前記第１管側内面に雌ネジが形成されたカップリングとを備え、
前記カップリングは、その縮内径段部が前記拡外径段部より前記第２管の後方側に位置し、前記第２管の端部外周において周方向に回転自在に設けられ、
前記カップリングの回転によりその雌ネジと第１管の雄ネジが螺合され、前記第２管はその拡外径段部が前記縮内径段部の存在により前記カップリングからの抜け止めが図られていることを特徴とする管の継手構造。
【請求項２】第２管の外周面に凹段部が形成され、前記カップリングの雌ネジと第１管の雄ネジが螺合された状態で、前記凹段部内においてその段差面と前記カップリングの後端面との間に緩み止めリングが被嵌されている請求項１記載の管の継手構造。
【請求項３】前記緩み止めリングは、前記凹段部内に対して被嵌および脱着可能である請求項２記載の管の継手構造。
【請求項４】前記第１管の前記雌ネジより先端側部分と、前記第２管の縮内径段部より先端側部分とが、横断面相欠き継ぎ形状であり、かつその重ね合わせ面が、前記第１管の外径が先窄み、前記第２管の内径が先拡大である請求項１記載の管の継手構造。
【請求項５】前記第１管の内面と前記第２管の内面が面一である請求項１記載の管の継手構造。
【請求項６】前記第１管と前記第２管とを接続したさいに、前記第１管と前記第２管と継手部分の外面が面一となる請求項２記載の管の継手構造。
【請求項７】継手部分を除いて、前記第１管および前記第２管は曲がり管であり、
前記第１管の前記雌ネジより先端側部分と、前記第２管の縮内径段部より先端側部分とが、横断面相欠き継ぎ形状であり、かつその重ね合わせ面が、前記第１管の外径が先窄み、前記第２管の内径が先拡大であり、
前記第１管の重ね合わせ面の周方向の一部に、外径が大きくなった先窄まりの係合凸部が形成され、前記第２管の重ね合わせ面の周方向の一部に、前記係合凸部に対応した形状の係合凹部が形成され、前記係合凸部と係合凹部とは係合される構成とした請求項１記載の管の継手構造。
【請求項８】第１管の先端部外周に雄ネジを形成し、第２管の先端部外面に外径が拡大する拡外径段部を形成し、
この第２管に、内径が縮小する縮内径段部を有しかつ前記第１管側内面に雌ネジが形成されたカップリングを、前記縮内径段部が前記拡外径段部より前記第２管の後方側に位置し、かつ前記第２管の端部外周において周方向に回転自在となるように設け、
前記カップリングを回転させてその雌ネジと第１管の雄ネジを螺合させるとともに、前記第２管はその拡外径段部が前記縮内径段部の存在により前記カップリングからの抜け止めが図られている前記第１管と第２管とが接続されることを特徴とする管の接続方法。
【請求項９】第２管の外周面に凹段部が形成され、前記カップリングの雌ネジと第１管の雄ネジが螺合された状態で、前記凹段部内においてその段差面と前記カップリングの後端面との間に緩み止めリングを被嵌する請求項８記載の管の接続方法。
【請求項１０】前記緩み止めリングを、前記凹段部内に対して被嵌および脱着可能とする請求項９記載の管の接続方法。
【請求項１１】前記第１管の前記雌ネジより先端側部分と、前記第２管の縮内径段部より先端側部分とを、横断面相欠き継ぎ形状に形成し、かつその重ね合わせ面を、前記第１管の外径が先窄み、前記第２管の内径が先拡大に形成し、前記第１管の先端側部分を前記第２管の先端側部分に嵌挿して接合し、前記雄ネジと雌ネジとを螺合する請求項８記載の管の接続方法。
【請求項１２】継手部分を除いて、前記第１管および前記第２管を曲がり管とし、
前記第１管の前記雌ネジより先端側部分と、前記第２管の縮内径段部より先端側部分とを、横断面相欠き継ぎ形状に形成し、かつその重ね合わせ面を、前記第１管の外径が先窄み、前記第２管の内径が先拡大となるように形成し、
前記第１管の重ね合わせ面の周方向の一部に、外径が大きくなった先窄まりの係合凸部を形成し、前記第２管の重ね合わせ面の周方向の一部に、前記係合凸部に対応した形状の係合凹部を形成し、前記係合凸部と係合凹部とを係合した後に、前記雄ネジと雌ネジとを螺合する請求項８記載の管の接続方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、短時間で容易に接続でき、かつ狭隘部での作業性を向上させた管の継手構造および接続方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、管の接続方法には、ネジ方式、溶接方式、加締方式および形状記憶合金方式等の方式があり、それぞれの方式において管の継手構造も異なっている。以下にそれぞれの方式について詳述する。
【０００３】
（ネジ方式）
ネジ方式は、先行管の後端と後続管の先端のそれぞれ管本体に雄ネジと雌ネジを設けて管本体同士を螺合させる方式と、カップリングジョイントを使用する方式がある。前者の場合、曲線管本体を振り回すためシールドトンネル内等の狭隘部での施工には不向きである。後者のカップリングジョイント式の場合は、接続後の継手部が凹凸となり、やはり狭隘部での施工には不向きである。
【０００４】
（溶接方式）
溶接方式は、管の形状に関係なく接続可能なため接続方法として広く用いられている。しかし、溶接方式では、接続部が熱よって生じるひずみによって外面に曲がったり、面内に折れたりしやすい。また、溶接部の肉盛りによる段差が管内部に生じた場合には、管内を輸送する輸送物の障害となる。さらに管の溶接は、三次元的に接続の精度を捉えながら作業するためシールドトンネル内等の狭隘部での施工には向いていない。
【０００５】
（加締方式）
加締方式は、予め接続継手を溶接し、溶接面をきれいに磨いて段差のないようにした管を施工現場で突き合わせ、継手部に金属カラーをプレス装置で圧着し、管同士を接続する方法である。接続継手は工場内で溶接されるため、精度を保つことができ、面外ねじれや折れが生じない。しかしながら、大きい継手強度を得るためには高い圧力をかけられる大きなプレス装置が必要となるため、小径のシールドトンネル内等の狭隘部での施工では作業性が悪い。
【０００６】
（形状記憶合金方式）
形状記憶合金方式は、予め接続継手を溶接し、溶接面をきれいに磨いて段差のないようにした管を施工現場で突き合わせ、この継手部に形状記憶合金製のカラーを装着した後、電熱器で加温してカラーのリング径を縮小させ管同士を圧着する方法である。この方式では、加締方式と同様に、接続継手が工場で溶接されるため、精度を保つことができ面外ねじれや折れが生じない。さらに設備は小型で狭隘箇所での作業が可能である。しかし、形状記憶合金製のカラーが非常に高価であるという欠点を有する。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記した従来技術における問題点を解決し、先行管と後続管とを短時間で容易に接続でき、かつ狭隘部での作業性を向上させた管の継手構造および接続方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決した請求項１記載の発明は、
第１管と第２管とを連結する継手構造において、
先端部外周に雄ネジが形成された第１管と、先端部外面に外径が拡大する拡外径段部を有する第２管と、内径が縮小する縮内径段部を有し、かつ前記第１管側内面に雌ネジが形成されたカップリングとを備え、
前記カップリングは、その縮内径段部が前記拡外径段部より前記第２管の後方側に位置し、前記第２管の端部外周において周方向に回転自在に設けられ、
前記カップリングの回転によりその雌ネジと第１管の雄ネジが螺合され、前記第２管はその拡外径段部が前記縮内径段部の存在により前記カップリングからの抜け止めが図られていることを特徴とする管の継手構造である。
【０００９】
請求項２記載の発明は、第２管の外周面に凹段部が形成され、前記カップリングの雌ネジと第１管の雄ネジが螺合された状態で、前記凹段部内においてその段差面と前記カップリングの後端面との間に緩み止めリングが被嵌されている請求項１記載の管の継手構造である。
【００１０】
請求項３記載の発明は、前記緩み止めリングは、前記凹段部内に対して被嵌および脱着可能である請求項２記載の管の継手構造である。
【００１１】
請求項４記載の発明は、前記第１管の前記雌ネジより先端側部分と、前記第２管の縮内径段部より先端側部分とが、横断面相欠き継ぎ形状であり、かつその重ね合わせ面が、前記第１管の外径が先窄み、前記第２管の内径が先拡大である請求項１記載の管の継手構造である。
【００１２】
請求項５記載の発明は、前記第１管の内面と前記第２管の内面が面一である請求項１記載の管の継手構造である。
【００１３】
請求項６記載の発明は、前記第１管と前記第２管とを接続したさいに、前記第１管と前記第２管と継手部分の外面が面一となる請求項２記載の管の継手構造である。
【００１４】
請求項７記載の発明は、継手部分を除いて、前記第１管および前記第２管は曲がり管であり、
前記第１管の前記雌ネジより先端側部分と、前記第２管の縮内径段部より先端側部分とが、横断面相欠き継ぎ形状であり、かつその重ね合わせ面が、前記第１管の外径が先窄み、前記第２管の内径が先拡大であり、
前記第１管の重ね合わせ面の周方向の一部に、外径が大きくなった先窄まりの係合凸部が形成され、前記第２管の重ね合わせ面の周方向の一部に、前記係合凸部に対応した形状の係合凹部が形成され、前記係合凸部と係合凹部とは係合される構成とした請求項１記載の管の継手構造である。
【００１５】
請求項８記載の発明は、第１管の先端部外周に雄ネジを形成し、第２管の先端部外面に外径が拡大する拡外径段部を形成し、
この第２管に、内径が縮小する縮内径段部を有しかつ前記第１管側内面に雌ネジが形成されたカップリングを、前記縮内径段部が前記拡外径段部より前記第２管の後方側に位置し、かつ前記第２管の端部外周において周方向に回転自在となるように設け、
前記カップリングを回転させてその雌ネジと第１管の雄ネジを螺合させるとともに、前記第２管はその拡外径段部が前記縮内径段部の存在により前記カップリングからの抜け止めが図られている前記第１管と第２管とが接続されることを特徴とする管の接続方法である。
【００１６】
請求項９記載の発明は、第２管の外周面に凹段部が形成され、前記カップリングの雌ネジと第１管の雄ネジが螺合された状態で、前記凹段部内においてその段差面と前記カップリングの後端面との間に緩み止めリングを被嵌する請求項８記載の管の接続方法である。
【００１７】
請求項１０記載の発明は、前記緩み止めリングを、前記凹段部内に対して被嵌および脱着可能とする請求項９記載の管の接続方法である。
【００１８】
請求項１１記載の発明は、前記第１管の前記雌ネジより先端側部分と、前記第２管の縮内径段部より先端側部分とを、横断面相欠き継ぎ形状に形成し、かつその重ね合わせ面を、前記第１管の外径が先窄み、前記第２管の内径が先拡大に形成し、前記第１管の先端側部分を前記第２管の先端側部分に嵌挿して接合し、前記雄ネジと雌ネジとを螺合する請求項８記載の管の接続方法である。
【００１９】
請求項１２記載の発明は、継手部分を除いて、前記第１管および前記第２管を曲がり管とし、
前記第１管の前記雌ネジより先端側部分と、前記第２管の縮内径段部より先端側部分とを、横断面相欠き継ぎ形状に形成し、かつその重ね合わせ面を、前記第１管の外径が先窄み、前記第２管の内径が先拡大となるように形成し、
前記第１管の重ね合わせ面の周方向の一部に、外径が大きくなった先窄まりの係合凸部を形成し、前記第２管の重ね合わせ面の周方向の一部に、前記係合凸部に対応した形状の係合凹部を形成し、前記係合凸部と係合凹部とを係合した後に、前記雄ネジと雌ネジとを螺合する請求項８記載の管の接続方法である。
【００２０】
【発明の実施の形態】
本発明に係る鋼管の接続継手を図面を参照しながら説明する。
本発明に係る接続継手構造を図１〜３に示す。先端部外周に雄ネジ１１が形成された第１管１０と、先端部外面に外径が拡大する拡外径段部２１を有する第２管２０と、内径が縮小する縮内径段部３１を有し、かつ前記第１管側内面に雌ネジ３２が形成されたカップリング３０とを備えている。
【００２１】
前記カップリング３０は、その縮内径段部３１が前記拡外径段部２１より前記第２管２０の後方側に位置し、かつ前記第２管２０の端部外周において周方向に回転自在に設けられており、前記拡外径段部２１と前記縮内径段部３１の存在により前記第２管２０からの抜け止めが図られている。前記縮内径段部３１および拡外径段部２１は、図示されるようにそれぞれテーパー形状として、それぞれの傾斜面が面接するようにしてもよい。
【００２２】
前記カップリング３０の雌ネジ３２は、第１管１０の雄ネジ１１と螺合するように構成されており、第１管１０の先端部１２と第２管２０の先端部２２とを接合させた状態でカップリング３０を回転させることで管同士が接続される構成とされている。第２管２０の外周面に形成される凹段部２３には、カップリング３０を回転させて前記雄ネジ１１と前記雌ネジ３２とを螺合させた後に、前記凹段部２３内においてその段差面と前記カップリングの後端面との間に緩み止めリング４０が被嵌されている。前記緩み止めリング４０は、ネジが完全に螺合した時点でしかはまらないサイズとされており、緩み止めリング４０の装着状態ではカップリング３０が逆回転して螺合しているネジが緩むことはない。また、緩み止めリング４０は着脱自在とされている。
【００２３】
一方、前記第１管１０の雄ネジ１１より先端側部分１２と、前記第２管２０の前記拡外径段部２１より先端側部分２２とは、横断面相欠き継ぎ形状とされており、管同士がしっかりと接合するように構成されており、接合部の剛性を高めるようになっている。さらにその重ね合わせ面は、前記第１管１０の外径が先窄み、前記第２管２０の内径が先拡大とされており、第１管１０の先端部１２を第２管２０内に挿入しやすいようになっている。逆に、前記第１管の内径を先拡大とし、前記第２管の外径を先窄みとして、第２管の先端部を第１管内に挿入しやすくしてもよい。
【００２４】
また、図１に示されるように、継手構造は、接続状態において第１管１０と第２管２０の外面および内面とも面一となるように、構成されている。
【００２５】
本発明に係る継手構造は、継手部分を除けばどのような管の形状であってもよい。例えば、直線管であってもよいし、図示されるような曲がり管であってもよい。曲がり管を使用する場合は、図示されるように、予め、第１管１０の重ね合わせ面の周方向の一部に、外形が大きくなった先窄まりの係合凸部３３を形成し、第２管２０の重ね合わせ面の周方向の一部に、前記係合凸部３３に対応した形状の係合凹部２４を形成し、前記係合凸部３３と係合凹部２４とが係合されるように構成しておくことで、接続する曲がり管の接合位置を簡単に決定することができる。
【００２６】
本発明に係る、接続継手は以下のようにして形成することができる。
図３に示されるように、外周に雄ネジ１１を有する雄ネジ管１０Ａと、先端部外面に外径が拡大する拡外径段部２１を有するテーパー管２０Ａと、内径が縮小する縮内径段部３１を有し、かつ前記第１管１０側内面に雌ネジ３２が形成されたカップリング３０とを、予め形成しておく。雄ネジ管１０Ａと曲がり管Ａとを溶接することで第１管１０が形成され、カップリング３０をテーパー管２０Ａに挿入した状態でテーパー管２０Ａと曲がり管Ｂとを溶接することで第２管２０が形成されるとともに、カップリング３０が前記第２管２０の先端より抜けないように形成される。また、曲がり管Ａ，Ｂ、テーパー管２０Ａおよび雄ネジ管１０Ａの内面を面一になるように形成すれば内面に凹凸のない継手部が形成される。また、曲がり管Ａ，Ｂ、緩み止めリング４０およびカップリング３０の外形を同径にするなどすれば、管同士を接続した後に、接続部分と曲がり管Ａ、Ｂの外面とが面一となる。溶接後に、それぞれの溶接部Ｗをきれいに磨いて段差のないようにする。これらの溶接作業は施工現場で行なう必要はなく、予め工場など作業がしやすい場所で行なうことができる。
【００２７】
続いて、前記接続継手を使用した管の接続方法を図４〜図６を参照して説明する。第１管１０と第２管２０とを接続位置において、それらの先端を接合させる。次いでこの接合状態で、前記カップリング３０を回転させて前記雄ネジ部１１と雌ネジ部３２とを螺合させる。カップリング３０と第２管２０は前述のとおりカップリングから抜けないように構成されているため、カップリング３０と第１管１０とを連結するだけで必然的に第１管１０と第２管２０とが接続される。カップリング３０を回転させるには、図５に示されるような、前記カップリング３０の外周に設けた凹部３３に係合する凸部５１と、この凸部５１から前記カップリング３０の外周に沿って延在する鎌状の支持部５２と、この支持部５２から、外縁方向に延在する操作部５３とを有するレンチ５０を使用することができる。前記凸部５１と前記凹部３３とを係合させた後に、操作部５３を周方向に引っ張ればカップリング３０を容易に回転させることができる。カップリング３０が動かなくなる位置まで回転させて前記雌ネジ３２と雄ネジ１１とが螺合した後に、第２管２０の外周面に形成された凹段部２３内においてその段差面と前記カップリング３０の後端面との間に緩み止めリング４０を被嵌する。この緩み止めリング４０の装着により、カップリング３０は正逆どちらにも回転できなくなるので接続後に緩むことがなくなる。この緩み止めリング４０を装着すると、図６に示される態様となり、第１管１０と第２管２０との接続は完了する。
【００２８】
【発明の効果】
本発明に係る管の接続継手構造は、短時間で容易に管同士を接続することができ、また継手部に凹凸ができない形状とすることができ狭隘部での施工性に優れる。また継手部分を予め工場内で形成できるため高い精度の継手構造とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】
継手構造の断面図である
【図２】
継手構造の上面図である。
【図３】
継手構造の分解斜視図である。
【図４】
継手構造の斜視図である。
【図５】
カップリングを回転させるレンチを示す図である。
【図６】
管の接続後の状態を示す状態図である。
【符号の説明】
１０…第１管、１０Ａ…雄ネジ管、１１…雄ネジ、２０…第２管、２１…拡外径段部、２３…凹段部、３０…カップリング、３１…縮内径段部、３３…凹部、４０…緩み止めリング、５０…レンチ、Ｗ…溶接部。
【手続補正２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
2001065749.tif 000001
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図５】
2001065749.tif 000002